往年我国电子信息工程领域将面临哪些挑战？

2022年我国电子信息工程领域将面临哪些挑战？ 字体： 小 中 大 分享到： 2022年我国电子信息工程领域将面临哪些挑战？ 2022-02-17 08:31:35 来源：人民邮电报

2月15日，中国工程院信息与电子工程学部、中国信息与电子工程科技发展战略研究中心发布《中国电子信息工程科技发展十三大挑战(2022)》，对电子信息领域年度科技发展进行了分析研究，全面阐述了国内外在该领域的重要突破和标志性成果，为中国科技人员准确把握电子信息领域发展趋势提供参考。

——信息领域

以数字化、网络化、智能化为特征的信息化浪潮方兴未艾。信息技术突飞猛进，蓬勃发展，全面融入人类社会生产生活，与各行业不断交叉，正在深刻改变世界的经济格局、文化格局、安全格局和竞争格局。在双循环战略下，如何快速有效地组织国内外优势科技力量，构建新的体制机制，攻克一系列关键核心技术，补齐短板，锻造长板，建立与新时期大国竞争力和经济社会可持续发展相适应的信息体系，确保国家在信息领域自主可控、安全可靠，是当前该领域面临的重要挑战。

——微电子和光电子

在国际上，3nm工艺预计今年推出，2nm工艺也已列入R&D计划。先进的芯片技术日益逼近物理极限，涉及到从设计到制造的产业链中的关键环节，如设备、材料、EDA/IP核等，基本都被国际大企业垄断。国内企业创新能力的提高面临巨大挑战。协同创新新器件、新结构、新材料、新工艺、新封装等技术，推进产业化，是应对微电子领域挑战的重要技术途径。发展超高速、高性能、低功耗、多功能和高密度的光电子器件是信息光电子领域的重要挑战，发展光子集成、光电子集成和光电子集成等技术是应对信息光电子领域挑战的重要技术途径。

——光学工程

光学工程是一门融合光学、精密机械、电子、材料、计算机等技术，解决各种工程应用问题的交叉学科。它着重于光学信息的获取、传输、处理、存储、显示和激光技术应用。正向紫外、可见光、红外等多频段，强度、光谱、偏振、相位等多维度，探测、成像、测距、通信等多功能，微纳、超纳米方向发展。如何实现光学工程的高质量信息化、网络化、自动化、芯片化、数字化和智能化，提高复杂环境下的动态感知和处理能力，是当前该领域的重要挑战。

——测量、测量和仪器

新一代国家测量体系建设已经启动，国家仪器工业体系建设开始布局，重要场景关键核心测量技术有待突破，整体测量能力有待提升，特别是R&D超精密测量和仪器技术，以及高精密设备制造，如配套超精密光刻机、高端aero 空发动机、高端工业主机等。，需要首先突破，制造质量控制能力有待提高。支撑数字制造、数字医疗、智慧城市建设发展的数字测量、网络测量、精密仪器、传感器等共性核心技术的突破，是该领域的重要挑战。

——网络与传播

随着5G移动信息网络的加速建设，5G网络与各行业应用的垂直整合面临巨大挑战。6G R&D加速布局。互联网作为未来十年支撑全球信息传输基础设施的主导架构，正面临着万物互联、万物互联时代toB、toM、toX、高速核心设备等多样化需求带来的前所未有的挑战。在网络流量爆炸式增长、陆地、海洋空全覆盖、“双碳”的背景下，网络需要满足大容量、大连接、广覆盖、高可靠、绿色节能、低成本等要求。灵活智能的网络架构、服务质量、用户体验、网络安全和可靠性是目前该领域面临的重要挑战。

-网络安全

新形势下的网络安全在于降风险赋能和增值双轮驱动。在网络系统的缺陷管理和纵深防御中，如何应对海量存量威胁、有效防护不足和网络安全边界弱化，如何构建威胁画像、威胁情报运行机制和安全知识体系；如何应对动态环境下的“未知未知”攻击，如何构建威胁感知的机会防御形态，如何打造计算与防御一体化的新模式，如何形成运维与防御的双重结构；如何实施风险管理和量化评估来提供网络安全；如何解决数据安全和隐私保护与数据流动、开发和利用相违背的问题是该领域面临的主要挑战。

-水下声学工程

通过实时信息采集传输和大数据处理，掌握水下目标的声学信息以及复杂多变的海洋环境规则，实现海洋水下信息的自主控制，是该领域的重要挑战。

——电磁场和电磁环境效应

随着5G、物联网、无人系统、人工智能等技术的快速发展，重大基础设施和先进智能设备或系统的建设和应用，电磁环境的适应性和电磁安全成为各种智能设备系统可靠安全运行的重要制约因素。推进电磁场与电磁环境效应学科建设，开展电磁场基础问题研究，加强电磁环境主动感知、智能电磁防护、仿生电磁防护、高性能电磁综合仿真计算等自主原创技术研究。，提高智能设备的电磁防护能力是当前该领域面临的重要挑战。

-控制

物理因果关系不明确的复杂工业动态系统建模、控制与优化机制不明确的数学建模、开放环境下输入/输出相关信息的不确定变化、感知信息的难以获取、控制与决策目标的多尺度、多冲突等控制理论和技术问题，需要开展工业动态系统人工智能研究，将工业互联网、工业自动化和信息技术与制造业深度融合，开发基于新一代信息技术的智能管控系统和智能工业软件，是当前该领域的重要课题。

-认知

脑与人工智能加速融合，多尺度动态脑观测，揭示记忆、情感、视觉等认知功能的机制，建立易泛化、鲁棒、低功耗的脑启发人工智能理论和模型，是当前的技术难点。边缘计算设备、可穿戴设备、高速设备等高速低功耗场景的应用需求迫切。打破冯诺依曼计算架构，开发集传感、存储、计算于一体的大带宽新型智能计算设备和系统，是突破当前计算能力和能效核心瓶颈的重要挑战。

——计算机系统和软件

当前，智能计算理论基础薄弱、人-网-物协同计算范式不成熟、内生安全计算机机制不清晰、后摩尔时代单位体积计算能力和能耗难以提升、单一计算架构难以有效应对支撑全场景和不确定性的挑战、新的普适计算基础软件理论和技术的挑战等新应用对计算理论、机制和方法提出了挑战。为此，需要开展多计算架构的形态学研究，深化量子、类脑、光子等前沿技术，深度融合计算、存储、网络，在微架构、微纳结构、新材料、新工艺、新器件等方面不断创新，研发软件定义、软硬件协同、场景驱动、应用感知、智能赋能等基础软件，这些都是当前该领域的重要挑战。

——计算机应用

在新时代、新形势、新征程的背景下，计算机应用正在走向一个新的阶段，催生新的理念，推出新的模式。随着万物互联与智能技术融合的不断深入，满足工业、农业、能源、金融、商业、交通、政务、教育、医疗、健康、养老等复杂场景的应用需求成为计算机应用技术发展的内在驱动力。通过调用函数或交换共享数据，实现复杂场景下异构信息系统之间的数据、信息和知识的互联，实现虚拟与现实世界的新融合，将变得越来越重要。如何将技术的发展与复杂的经济社会场景的应用相融合，是该领域的重要挑战。

——应对重大突发事件

如何建立国家、省、市三级重大突发事件(如新冠肺炎疫情、暴雨灾害等)的信息化决策系统？)，集思广益，突破局限，延伸到经济社会发展的各个领域；如何整合相关部门的数据资源和科技力量，包括医疗卫生、公安、交通、建设、环保、教育、能源、民政、国企数据等。，建立重大突发事件大数据综合平台，形成预警能力和快速反应能力，最大限度地减少灾害损失，是应对重大突发事件，提高国家综合管理能力的重要挑战。(柯文)

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